KR20020002943A - 격리막 형성 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 격리 영역의 반도체 기판상에 소자 분리 산화막을 형성한 후 선택 에피택셜(Epitaxial)층의 성장 공정으로 격리막을 형성하여 고집적 소자의 격리 특성을 향상시키기 위한 격리막 형성 방법에 관한 것이다.

본 발명의 격리막 형성 방법은 격리 영역의 반도체 기판상에 소자 분리 산화막을 형성한 후 상기 소자 분리 산화막을 마스크로 상기 반도체 기판을 시드(Seed)로 하는 선택 에피택셜층의 성장 공정으로 격리막을 형성하므로, 종래 기술과 같이 트렌치(Trench) 내에 발생된 공극에 의해 절연 전압이 낮게 되고 누설 전류가 발생되는 현상이 발생되지 않아 고집적 소자의 격리 특성을 향상시키는 특징이 있다.

Description

격리막 형성 방법{METHOD OF FORMING ISOLATION FILM}

본 발명은 격리막 형성 방법에 관한 것으로, 특히 격리 영역의 반도체 기판상에 소자 분리 산화막을 형성한 후 선택 에피택셜(Epitaxial)층의 성장 공정으로 격리막을 형성하여 고집적 소자의 격리 특성을 향상시키는 격리막 형성 방법에 관한 것이다.

도 1a 내지 도 1f는 종래의 격리막 형성 방법을 나타낸 공정 단면도이고, 도 2는 종래의 격리막 형성을 위한 감광막 패턴용 마스크를 나타낸 평면도이다.

종래의 격리막 형성 방법 중 에스티아이(Shallow Trench Isolation : STI) 방법에 있어서, 도 1a에서와 같이, 격리 영역이 정의된 반도체 기판(11)상에 패드 산화막(12)과 질화막(13)을 순차적으로 형성한다.

도 1b에서와 같이, 상기 질화막(13)상에 감광막(14)을 도포한 다음, 도 2에서와 같은 노광 마스크를 통하여 상기 감광막(14)을 상기 격리 영역 상측에만 제거되도록 선택적으로 노광 및 현상한다.

도 1c에서와 같이, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 감광막(14)을 마스크로 이용하여 상기 질화막(13), 패드 산화막(12)과 반도체 기판(11)을 선택적으로 식각하므로 다수개의 트렌치(Trench)(15)들을 형성한 후, 상기 감광막(14)을 제거한다.

도 1d에서와 같이, 상기 트렌치(15)들을 포함한 전면에 소자 분리 산화막(16)을 형성한다.

여기서, 상기 소자 분리 산화막(16) 형성 공정 시, 상기 트렌치(15) 내에 공극(17)이 발생된다.

도 1e에서와 같이, 상기 질화막(13)을 에치 스톱퍼(Etch Stopper)로 하여 상기 소자 분리 산화막(16)을 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 방법으로 또는 에치백(Etch Back)하여 상기 각 트렌치(15) 내에만 남으면서 평탄화 시킨다.

도 1f에서와 같이, 상기 반도체 기판(11)상에 형성된 질화막(13) 및 제 1 산화막(12)을 제거한다.

그러나 종래의 격리막 형성 방법은 소자의 집적화에 따라 트렌치의 공간이 작아짐으로 상기 트렌치 내의 소자 분리 산화막 형성 공정 시 상기 트렌치 내에 공극이 발생되기 때문에 상기 발생된 공극에 의해 절연 전압이 낮게 되고 누설 전류가 발생되어 고집적 소자의 격리 특성을 저하시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 격리 영역의 반도체 기판상에 소자 분리 산화막을 형성한 후 선택 에피택셜층의 성장 공정으로 격리막을 형성하여 고집적 소자의 격리 특성을 향상시키는 격리막 형성 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1a 내지 도 1f는 종래의 격리막 형성 방법을 나타낸 공정 단면도

도 2는 종래의 격리막 형성을 위한 감광막 패턴용 마스크를 나타낸 평면도

도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 실시 예에 따른 격리막 형성 방법을 나타낸 공정 단면도

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 격리막 형성을 위한 감광막 패턴용 마스크를 나타낸 평면도

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

31: 반도체 기판 32: 소자 분리 산화막

33: 감광막 34: 에피택셜층

본 발명의 격리막 형성 방법은 격리 영역이 정의된 기판을 마련하는 단계, 상기 격리 영역의 기판상에 소자 분리 막을 형성하는 단계 및 상기 소자 분리 막을 마스크로 에피택셜층을 성장시킨 후 평탄화하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 격리막 형성 방법의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 실시 예에 따른 격리막 형성 방법을 나타낸 공정 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 격리막 형성을 위한 감광막 패턴용 마스크를 나타낸 평면도이다.

본 발명의 실시 예에 따른 격리막 형성 방법 중 STI 방법에 있어서, 도 3a에서와 같이, 격리 영역이 정의된 반도체 기판(31)상에 소자 분리 산화막(32)을 형성한다.

도 3b에서와 같이, 상기 소자 분리 산화막(32)상에 리벌스 톤(Reverse tone)의 감광막(33)을 도포한 다음, 도 4에서와 같은 노광 마스크를 통하여 상기 감광막(33)을 상기 격리 영역 상측에만 남도록 선택적으로 노광 및 현상한다.

도 3c에서와 같이, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 감광막(33)을 마스크로 이용하여 상기 소자 분리 산화막(32)을 선택적으로 식각한 후, 상기 감광막(33)을 제거한다.

도 3d에서와 같이, 상기 선택 식각된 소자 분리 산화막(32)을 마스크로 상기 반도체 기판(31)상에 선택적으로 에피택셜층(34)을 성장시킨다.

도 3e에서와 같이, 상기 소자 분리 산화막(32)을 에치 스톱퍼로 하여 상기 에피택셜층(34)을 CMP 방법으로 또는 에치백하여 평탄화 시킨다.

본 발명의 격리막 형성 방법은 격리 영역의 반도체 기판상에 소자 분리 산화막을 형성한 후 상기 소자 분리 산화막을 마스크로 상기 반도체 기판을 시드(Seed)로 하는 선택 에피택셜층의 성장 공정으로 격리막을 형성하므로, 종래 기술과 같이 트렌치 내에 발생된 공극에 의해 절연 전압이 낮게 되고 누설 전류가 발생되는 현상이 발생되지 않아 고집적 소자의 격리 특성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 격리 영역이 정의된 기판을 마련하는 단계;

   상기 격리 영역의 기판상에 소자 분리 막을 형성하는 단계;

   상기 소자 분리 막을 마스크로 에피택셜층을 성장시킨 후 평탄화하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 격리막 형성 방법.